食品的色泽在食品的可接受度方面起着非常重要的作用,因此食用色素是食品工业中必不可少的一类食品添加剂。近年来合成色素的安全性受到广泛关注,合成色素的使用受到限制,因此人们越来越重视相对安全的天然色素。红萝卜中的天然色素含量高,且较为稳定,是天然色素的高效来源。然而,萝卜红色素的异味却限制了其在食品中的应用,因此,建立一种新型的、无异味的萝卜红色素的提取工艺,明晰异味成分的形成机理,并有效地对其进行抑制,对加快天然色素在食品和医药领域广泛应用,并实现大规模工业化生产具有十分重要的意义。本论文通过感官评价、气质联用（GC-MS）、气质联用/嗅闻法（GC-MS-O）对红萝卜花青素中异味成分进行鉴定,采用偏最小二乘回归法（PLSR）对其进行回归分析;在此基础上研究了不同预处理条件、提取介质及pH对花青素产量和异味成分的影响,鉴定表征异味产生的活性物质,阐明其异味形成机制,并将所得无异味的萝卜红色素在不同种类食品中进行应用。本文主要研究内容及结论如下:首先,本论文通过控制预处理条件和pH值制备不同萝卜红色素提取物,主要包括水提萝卜红色素（W）、酸化水提萝卜红色素（PAW）、预热处理水提萝卜红色素（HW）、预热处理酸化水提萝卜红色素（HPW）、重庆红萝卜醇提色素和云南红萝卜醇提色素。采用感官评价、GC-MS和GC-MS-O对不同萝卜红色素提取物的风味活性化合物进行鉴定和表征。以良好萝卜气味、不良萝卜异味和硫味为评价指标,对不同萝卜红色素提取物进行感官评价,采用PLSR对风味活性物质和感官特性之间的相关性进行回归分析。感官评价评分结果显示,重庆红萝卜醇提取物（9.30和8.80）,水提萝卜红色素（9和9.10）,云南红萝卜醇提色素（7.80和8）,和预热处理水提萝卜红色素HW（6.90和7.20）,以上四种提取物具有较高的萝卜异味和硫味分数,而酸化水提萝卜红色素PAW-2.5（7.70）和预热处理酸化水提萝卜红色素HPAW-2.5（7.60）提取物获得较高的良好萝卜气味分数。相关性回归分析结果表明,含硫化合物烯丙基异硫氰酸酯、丁基异硫氰酸酯、乙腈、含氧化合物、萜烯类化合物和萘与萝卜异味和硫味显著相关,与良好萝卜气味呈负相关;3-（甲硫基）丙基异硫氰酸酯和吡啶对良好的萝卜气味呈显著正相关;此外,3-丁烯基异硫氰酸酯和4-（甲硫基）-3-丁烯基异硫氰酸酯与良好萝卜气味呈不显著正相关。基于不同提取物气味挥发浓烈强度,采用GC-MS/O法针对以上四种具有显著异味的提取物进行分析鉴定。结果表明26种气味活性物质是萝卜红色素提取物的特征风味物质。因此,不同预处理和提取条件对萝卜红色素的感观品质影响具有重要作用。其次,建立并优化红萝卜花青素的提取和异味去除工艺。研究表明,提取pH为2.5,分别以磷酸和柠檬酸酸化的正己烷为提取介质,得到花青素含量分别为208.37mg/100 g和202.89 mg/100g的红萝卜提取物。与酸化水提取物相比较,用正己烷（pH2.5）提取获得的聚合物,其聚合颜色百分比较低,色密度、饱和度、色相角较高,显示了其在提取过程中的稳定性。采用UPLC-TQ-MS对磷酸化己烷提取物进行分析鉴定出12种天竺葵花青素。此外,与其他提取物相比,磷酸化己烷（pH 2.5）提取物的异味强度显著降低,其次是柠檬酸化己烷（pH 2.5）提取物。感官评价结果表明,与市售红色花青素相比,磷酸化己烷（pH 2.5）提取的花青素色泽好且异味淡。同时,结果显示,磷酸酸化提取比用柠檬酸酸化提取的方法对红萝卜花青素的保存更有效,且己烷无毒,易挥发,该工艺提取的花青素在食品工业中可以作为安全的天然色素使用。在pH 2.5磷酸酸化提取介质中添加不同浓度的氯化钠,考察氯化钠浓度对萝卜异味和色素性质的影响。结果显示,随NaCl浓度增加,总硫代葡萄糖苷的量、花青素浓度和颜色强度降低。与对照组相比,2000 mM NaCl浓度下,总硫代葡萄糖苷和总花青素单体分别降解45%和53%左右。硫代葡萄糖苷降解率越高,异味就越强。硫代葡萄糖苷降解与挥发性物质的相关性研究表明3-丁烯-1-异硫氰酸酯、3-（甲硫基）-丙基异硫氰酸酯和4-（甲硫基）-3-丁烯基异硫氰酸酯与硫代葡萄糖苷降解呈显著正相关,而异硫氰酸甲酯、苯并噻唑与其呈不显著正相关,含硫化合物、含氧化合物与其呈不显著负相关。UPLC-TQ-MS初步鉴定表明,所有提取物中12种天竺葵花青素在C3和C5位置糖基化。500 mM是提取花青素时可用的NaCl的最高浓度。此外,本研究进一步考察了提取介质的预加热时间（2、5和10 min）和pH值（2.5、3.5和4.5）对红萝卜花青素的色素产量和去除异味的影响,并阐明了萝卜红色素加工过程中异味的形成机理。鉴定结果显示,样品中存在12种天竺葵花青素,当预热时间为10 min时,样品中仅有9种;与pH 2.5,2 min预热样品相比,pH 4.5,10 min预热样品中花青素含量降低至98.02 mg/100g,其提取物颜色更浅,聚合物比例更高。同时,预加热时间的延长（10 min）导致黑芥子酶活性显著下降73%。另外,预热时间和提取介质的pH值也会降低花青素的产量,研究结果表明预加热时间和提取介质的pH对花青素提取有显著的负面影响。同时预加热时间越长,硫代葡萄糖苷降解减少;而提取介质的pH越高,硫代葡萄糖苷降解增加。感官评价结果表明,pH 2.5下,2和5 min预热处理样品萝卜味无显著差异。由此得出结论,结合调节预加热时间（≤5 min）和较低的提取液pH值,可以有效减少异味的同时保持萝卜红色素较高的得率和稳定性。本论文对萝卜红色素加工过程中异味形成机理的研究表明,黑芥子酶活性最适条件为pH 6.5,最适温度为37℃。考察了不同抑制剂对黑芥子酶活性的影响,结果显示,氯化钠、柠檬酸和抗坏血酸在最适条件下对黑芥子酶活性抑制作用最强,而硫酸镁与其他金属离子和化学物质相比表现出明显的促进作用。评估并比较了在不同pH,温度和时间条件下自溶产生异味的过程,并阐明了其异味形成机理。结果显示,黑芥子酶的最大反应速率为2.715 U/g,对黑芥子硫苷酸钾的Michaelis Menten常数（K_m）为3.75x10^-5M,异硫氰酸酯的形成与黑芥子酶的酶促反应相关。而含硫化合物的产生主要通过半胱氨酸亚砜裂解酶水解S-甲基-L-半胱氨酸亚砜,此反应呈pH依赖性,且甲硫醇可能是不同的含硫化合物的主要前体。因此,为了减少或消除红萝卜花青素加工过程中产生的异味,控制提取液pH值和提取温度是关键控制点。将优化提取工艺后得到的无异味萝卜红色素应用到不同食品中,评价了在不同温度、紫外线、光照、p H值和金属离子条件下各种食品中色素的稳定性。结果表明无异味萝卜红色素适合酸性食品,且抗坏血酸有利于降低无异味萝卜红色素的氧化率。另外,高盐、高浓度乙醇、高温、光照和紫外线辐射对萝卜红色素稳定性具有显著影响。